自动烘炉系统及烘炉方法与流程

1.本发明涉及一种罐式炉，尤其涉及一种煅烧石油焦用罐式炉的自动烘炉系统及烘炉方法，应用在炭素行业生产铝用阳极、阴极、电极以及炭素石墨化材料煅烧用的罐式炉中。

背景技术：

2.近年来，由于电解铝价格的持续走低，企业生产成本高涨，同时原料市场相对价格较高，罐式煅烧炉在石油焦煅烧领域的优势更为突出，逐渐占据市场。但是近年来，受到石油焦市场的影响，高硫焦占据比例增大，罐式炉寿命受到严重影响。目前罐式炉平均寿命4-6年，而大量高硫焦应用之前罐式炉寿命10-12年，大幅压缩的寿命造成频繁的罐式炉大修。大修后的罐式炉启动时需要烘炉处理，烘炉时间一般为2个月。
3.烘炉期间，罐式炉内温度逐渐升高，耐火材料开始烧结，但是硅砖的膨胀也会增大，因此烘炉是罐式炉重要的生产环节，直接决定了罐式炉后续的使用状况和寿命。目前市场上罐式炉烘炉采用人工，按照给定的烘炉曲线，结合罐式炉的膨胀监测系统开展烘炉作业，这样不仅劳动强度大，所需调温岗位多，而且温度调节不及时，并且火道温差大，严重影响了烘炉质量。由于罐式炉烘炉对温度控制比较严格，但是人工是无法确保温度控制误差的，因此需要开发精确的自动烘炉系统，既减少操作人员，也能确保烘炉效果。而且根据长期的烘炉经验，采用自动烘炉系统，设定好烘炉曲线后，可以直接取消烘炉膨胀监测系统。。

技术实现要素：

4.本发明是为了解决上述问题而提出的一种自动烘炉系统及烘炉方法，其目的是为了实现新建或者大修罐式炉烘炉启动时摒弃人工操作，采用自动控制，能节省人力，并且大幅提升烘炉效果。
5.为达上述目的本发明自动烘炉系统，采用单元模式，一组罐式炉为一个单元，每个单元有四条火道，每条火道对应一组火焰控制系统和参数检测装置，每组火焰控制系统和参数检测装置与cpu连接，cpu控制火焰控制系统和参数检测装置之间的配合，自动调节火焰控制系统中的燃气量和空燃比。
6.所述的火焰控制系统包括燃气系统和助燃空气系统，燃气系统包括设在前墙首层火道入口的燃烧器，燃烧器与燃气管道连接，在燃气管道上按照燃气流动方向依次设有燃气手动阀、燃气快切阀、燃气慢开阀、空燃比例阀、手动调节阀和混合通道，在混合通道上设有自动点火器和火焰检测器，自动点火器和火焰检测器与火焰控制模块连接，火焰控制模块与cpu连接；助燃空气系统包括风机，与风机连接的空气管道，在空气管道上按照空气流动方向依次设有手动蝶阀、电动调节阀和手动球阀；电动调节阀和手动球阀之间的空气管道上与空气支管一端连接，空气支管的另一端与空燃比例阀连接。
7.所述的燃气快切阀和燃气慢开阀与cpu连接。
8.所述的参数检测装置包括热电偶和压力变送器，热电偶和压力变送器与cpu连接。
9.所述的热电偶为在500℃之前采用热电阻，温度范围0-600℃，精度0.1℃，500℃之后采用n型或者k型热电偶，温度范围0-1300℃，精度0.1℃。
10.所述的压力变送器的压力范围-250pa~0，精度0.1pa。
11.所述的热电偶设在后墙首层火道或者二层火道，压力传感器设在后墙六层火道或者八层火道。
12.cpu根据火道内温度为控制目标，参数检测装置的检测信号进入cpu后，通过温度信号调节燃气系统；按照提前设定的烘炉升温曲线，在该曲线下升温，采用自动模式控制燃气慢开阀的开度，温度低于设定值，燃气慢开阀开大，温度高于设定值，燃气慢开阀关小，燃气慢开阀调节后，在空燃比例阀不变的情况下，空气管道上的电动调节阀根据燃气慢开阀的开大而开大，以匹配固定的空燃比，当需要调节火焰长度、颜，则调节空燃比例阀的大小；燃气快切阀与压力变送器的信号连锁，当压力低于设定值时切断燃气。
13.本发明优点效果：本发明实现自动烘炉，不仅可以取代人工烘炉，减少劳动定员，更能精确控制每条火道温度在目标范围内波动，防止炉体破坏，提高烘炉稳定性，大大延长罐式炉使用寿命。
附图说明
14.图1为本发明的单条火道自动烘炉系统示意图。
15.图中：1、空气管道；2、风机；3、手动蝶阀；4、电动调节阀；5、手动球阀；6、燃烧器；7、手动调节阀；8、空燃比例阀；9、燃气慢开阀，10、燃气快切阀；11、燃气手动阀；12、燃气管道；13、自动点火器；14、火焰检测器；15、火焰控制模块；16、热电偶；17、压力变送器：18、cpu；19、火道；20、混合通道；21、空气支管。
具体实施方式
16.下面对本发明的实施例结合附图加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。
17.如图所示，本发明自动烘炉系统，采用单元模式，一组罐式炉为一个单元，每个单元有四条火道，每条火道19分为八层，每条火道对应一组火焰控制系统和参数检测装置，每组火焰控制系统和参数检测装置与cpu18连接，cpu18控制火焰控制系统和参数检测装置之间的配合，自动调节火焰控制系统中的燃气量和空燃比。
18.火焰控制系统包括燃气系统和助燃空气系统，燃气系统包括设在前墙首层火道入口的燃烧器6，燃烧器6与燃气管道12连接，在燃气管道12上按照燃气流动方向依次设有燃气手动阀11、燃气快切阀10、燃气慢开阀9、空燃比例阀8、手动调节阀7和混合通道20，空气和燃气在混合通道20内混合，在混合通道20上设有自动点火器13和火焰检测器14，自动点火器13和火焰检测器14与火焰控制模块15连接，火焰控制模块15与cpu18连接；助燃空气系统包括风机2，与风机2连接的空气管道1，在空气管道1上按照空气流动方向依次设有手动蝶阀3、电动调节阀4和手动球阀5；电动调节阀4和手动球阀5之间的空气管道1上与空气支管21一端连接，空气支管21的另一端与空燃比例阀8连接。自动点火器13和火焰检测器14与混合通道20为集成式。
19.所述的燃气快切阀10和燃气慢开阀9与cpu18连接。
20.所述的参数检测装置包括热电偶16和压力变送器17，热电偶16和压力变送器17与cpu18连接。
21.所述的热电偶16为在500℃之前采用热电阻，温度范围0-600℃，精度0.1℃，500℃之后采用n型或者k型热电偶，温度范围0-1300℃，精度0.1℃。
22.所述的压力变送器17的压力范围-250pa~0，精度0.1pa。
23.所述的热电偶16设在后墙首层火道或者二层火道，压力传感器17设在后墙六层火道或者八层火道。
24.自动烘炉系统的烘炉方法，cpu18根据火道内温度为控制目标，参数检测装置的检测信号进入cpu后，通过温度信号调节燃气系统。按照提前设定的烘炉升温曲线，在该曲线下升温，炉体膨胀在可控范围，采用自动模式，控制燃气慢开阀9的开度，温度低于设定值，燃气慢开阀9开大，温度高于设定值，燃气慢开阀9关小。燃气慢开阀9调节后，在空燃比例阀8不变的情况下，空气管道上的电动调节阀4会根据燃气慢开阀9的开大而开大，以匹配固定的空燃比。如果需要调节火焰长度、颜，则主要调节空燃比例阀8的大小。燃气快切阀10与压力变送器17的信号与连锁，当压力低于设定值时切断燃气，防止发生燃气爆炸危险。手动调节阀和手动球阀用于调节燃气或者空气总量，或在电动调节阀和燃气慢开阀出现故障时调节手动阀门起到安全作用。

技术特征：

1.自动烘炉系统，其特征在于采用单元模式，一组罐式炉为一个单元，每个单元有四条火道，每条火道对应一组火焰控制系统和参数检测装置，每组火焰控制系统和参数检测装置与cpu连接，cpu控制火焰控制系统和参数检测装置之间的配合，自动调节火焰控制系统中的燃气量和空燃比。2.根据权利要求1所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的火焰控制系统包括燃气系统和助燃空气系统，燃气系统包括设在前墙首层火道入口的燃烧器，燃烧器与燃气管道连接，在燃气管道上按照燃气流动方向依次设有燃气手动阀、燃气快切阀、燃气慢开阀、空燃比例阀、手动调节阀和混合通道，在混合通道上设有自动点火器和火焰检测器，自动点火器和火焰检测器与火焰控制模块连接，火焰控制模块与cpu连接；助燃空气系统包括风机，与风机连接的空气管道，在空气管道上按照空气流动方向依次设有手动蝶阀、电动调节阀和手动球阀；电动调节阀和手动球阀之间的空气管道上与空气支管一端连接，空气支管的另一端与空燃比例阀连接。3.根据权利要求2所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的燃气快切阀和燃气慢开阀与cpu连接。4.根据权利要求1所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的参数检测装置包括热电偶和压力变送器，热电偶和压力变送器与cpu连接。5.根据权利要求4所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的热电偶为在500℃之前采用热电阻，温度范围0-600℃，精度0.1℃，500℃之后采用n型或者k型热电偶，温度范围0-1300℃，精度0.1℃。6.根据权利要求4所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的压力变送器的压力范围-250pa~0，精度0.1pa。7.根据权利要求4所述的自动烘炉系统，其特征在于所述的热电偶设在后墙首层火道或者二层火道，压力传感器设在后墙六层火道或者八层火道。8.根据权利要求1所述的自动烘炉系统的烘炉方法，其特征在于cpu根据火道内温度为控制目标，参数检测装置的检测信号进入cpu后，通过温度信号调节燃气系统；按照提前设定的烘炉升温曲线，在该曲线下升温，采用自动模式控制燃气慢开阀的开度，温度低于设定值，燃气慢开阀开大，温度高于设定值，燃气慢开阀关小，燃气慢开阀调节后，在空燃比例阀不变的情况下，空气管道上的电动调节阀根据燃气慢开阀的开大而开大，以匹配固定的空燃比，当需要调节火焰长度、颜，则调节空燃比例阀的大小；燃气快切阀与压力变送器的信号连锁，当压力低于设定值时切断燃气。

技术总结

本发明涉及一种罐式炉，尤其涉及一种煅烧石油焦用罐式炉的自动烘炉系统及烘炉方法，采用单元模式，一组罐式炉为一个单元，每个单元有四条火道，每条火道对应一组火焰控制系统和参数检测装置，每组火焰控制系统和参数检测装置与CPU连接，CPU控制火焰控制系统和参数检测装置之间的配合，自动调节火焰控制系统中的燃气量和空燃比。本发明的优点效果：实现自动烘炉工艺控制，不仅可以取代人工烘炉，减少劳动定员，更能精确控制每条火道温度在目标范围内波动，防止炉体破坏，提高烘炉稳定性，大大延长罐式炉使用寿命。罐式炉使用寿命。罐式炉使用寿命。